Εισαγωγή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Σημειώσεις Μαθήματος Αποκατάσταση Ρυπασμένων Χώρων, Νοέμβριος 07, Μαρίνα Πανταζίδου 1-1

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή 1.1 Το πρόβλημα των ρυπασμένων χώρων Η ρύπανση των εδαφών και των υπόγειων νερών από χημικούς ρύπους ακολούθησε την ανάπτυξη παραγωγικών και στρατιωτικών δραστηριοτήτων, καθώς και την πρακτική της ανεξέλεγκτης διάθεσης αποβλήτων απευθείας στο έδαφος ή και στα επιφανειακά νερά. Η ρύπανση των εδαφών και των υπόγειων νερών άρχισε να αντιμετωπίζεται ως περιβαλλοντική επιβάρυνση με υστέρηση γιατί, αντίθετα με τη ρύπανση της ατμόσφαιρας και των επιφανειακών νερών, η ρύπανση του υπεδάφους 1 δεν γίνεται άμεσα αντιληπτή και επι πλέον εξαπλώνεται με βραδύτερους ρυθμούς. Επίσης με υστέρηση, σε σχέση με την ατμόσφαιρα και τα επιφανειακά νερά, θεσπίστηκε, διεθνώς, ειδική νομοθεσία: τα προβλήματα της ρύπανσης του υπεδάφους είναι συνήθως τοπικά, και άρα σπάνια ανάγονται σε περιβαλλοντικές προτεραιότητες, εκτός από περιπτώσεις ιδιαίτερα σημαντικών διαρροών ή απόθεσης σημαντικών ποσοτήτων αποβλήτων επί δεκαετίες. Διεθνώς, το πρόβλημα της ρύπανσης τράβηξε την προσοχή πρώτα στις χώρες που αφενός μεν είχαν σημαντική βιομηχανική και στρατιωτική δραστηριότητα, αφετέρου δε είχαν ήδη αντιμετωπίσει νομοθετικά και τεχνικά τα πιο επείγοντα προβλήματα της ρύπανσης των επιφανειακών νερών και της ατμόσφαιρας. Οι ΗΠΑ έχουν συντάξει την πιο διεξοδική νομοθεσία για θέματα ρύπανσης και αποκατάστασης του υπεδάφους, η οποία ισχύει εδώ και μια εικοσαπενταετία. Στην Ευρώπη πρωτοπόρος ήταν η Ολλανδία, που το 1976 αποφάσισε να εντάξει την προστασία του εδάφους στην εθνική περιβαλλοντική πολιτική της. Αξίζει να σημειωθεί ότι και στις δύο αυτές χώρες η θέσπιση σχετικών νόμων μπορεί να ερμηνευθεί και σαν απάντηση της πολιτείας σε κάποια σοβαρά περιστατικά ρύπανσης του υπεδάφους που απασχόλησαν έντονα τη δημοσιότητα. Από τότε, ανάλογοι νόμοι ψηφίστηκαν στις περισσότερες χώρες-μέλη της μη διευρυμένης Ευρωπαϊκής Ένωσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι νόμοι καθορίζουν τη διαδικασία καταγραφής, χαρακτηρισμού και αξιολόγησης των πιθανά ρυπασμένων χώρων, καθώς επίσης δίνουν και κατευθυντήριες γραμμές για την επιλογή και εφαρμογή μέτρων αποκατάστασης, όπου αυτά κριθούν απαραίτητα. Η Ευρωπαϊκή Κοινότητα έχει διαχωρίσει τη ρύπανση των νερών (επιφανειακών και υπόγειων) από τη ρύπανση του εδάφους και έχει δώσει προτεραιότητα στα νερά. Μετά από αρκετά χρόνια κατά τη διάρκεια των οποίων η έλλειψη επαρκούς νομοθεσίας για τα υπόγεια νερά είχε επισημανθεί σε πολλά διοικητικά επίπεδα, εκδίδεται η κοινοτική Οδηγία 2000/60/ΕΚ η οποία θεσμοθετεί ένα πλαίσιο ολοκληρωμένης περιβαλλοντικής στρατηγικής για την προστασία των υδάτινων πόρων. Οι περιβαλλοντικοί στόχοι αυτής της οδηγίας, όσον αφορά τα υπόγεια νερά, περιλαμβάνουν (1) την προστασία, αναβάθμιση και αποκατάσταση όλων των συστημάτων υπογείων υδάτων, ώστε να επιτευχθεί καλή κατάσταση, όπως αυτή ορίζεται από την οδηγία, το πολύ σε 15 χρόνια μετά την έναρξη ισχύος της οδηγίας, και (2) τον εντοπισμό και την αναστροφή κάθε τάσης αύξησης της 1 Ο όρος υπέδαφος χρησιμοποιείται εδώ για να περιλάβει το έδαφος και το υπόγειο νερό (subsurface). Σημειώσεις Μαθήματος Αποκατάσταση Ρυπασμένων Χώρων, Νοέμβριος 07, Μαρίνα Πανταζίδου 1-1

2 συγκέντρωσης οποιουδήποτε ρύπου. Με καθυστέρηση έξι χρόνων, ολοκληρώνεται και η επεξεργασία της Οδηγίας 2006/118/ΕΚ που θεσπίζει ειδικά μέτρα για τα υπόγεια νερά και συμπληρώνει τις διατάξεις της 2000/60/ΕΚ όσον αφορά την πρόληψη ή τον περιορισμό της εισαγωγής ρύπων στα υπόγεια ύδατα. Η προστασία του εδάφους βρίσκεται από το Σεπτέμβριο του 2006 στο στάδιο της πρότασης οδηγίας-πλαισίου (2006/0086 COD). Η πρόταση αναφέρεται στην υποβάθμιση της ποιότητας του εδάφους από δύο βασικές κατηγορίες επιβαρρυντικών παραγόντων: (1) διάβρωση, μείωση οργανικού κλάσματος του εδάφους, συμπίεση (compaction), αλάτωση (salinization), κατολισθήσεις και (2) εδαφική ρύπανση. Στην κατηγορία της εδαφικής ρύπανσης, η πρόταση περιλαμβάνει διατάξεις για την πρόληψη πρόσθετων περιστατικών ρύπανσης του εδάφους, την καταγραφή των ήδη ρυπασμένων χώρων, και την κατάρτιση εθνικής στρατηγικής για την αποκατάσταση αυτών των χώρων. Μέχρι να οριστικοποιηθεί το κοινοτικό κανονιστικό πλαίσιο, στην Ελλάδα το πρόβλημα των ρυπασμένων χώρων αντιμετωπίζεται στο πλαίσιο του εθνικού σχεδιασμού για τα επικίνδυνα απόβλητα που ισχύει από το καλοκαίρι του 2006 (Αποφάσεις 13588/725/2006 και 24944/1159/2006). 1.2 Αποκατάσταση της ρύπανσης: συνιστώσες απόφασης Ο εντοπισμός ενός περιστατικού ρύπανσης δεν συνεπάγεται αυτόματα και την ανάγκη λήψης τεχνικών μέτρων. Στην κλίμακα μιας χώρας ή μιας περιφέρειας, η λήψη τεχνικών μέτρων και η διαδικασία επιλογής των κατάλληλων μέτρων συχνά αποφασίζεται σε ένα πλαίσιο περιβαλλοντικών προτεραιοτήτων, οι οποίες καθορίζονται εξετάζοντας το συνολικό μέγεθος του προβλήματος (δηλαδή το σύνολο των ρυπασμένων χώρων). Στην τοπική κλίμακα, η λήψη μέτρων συναρτάται με τις επιπτώσεις της ρύπανσης για ένα συγκεκριμένο περιστατικό και τους επιθυμητούς στόχους αποκατάστασης. Έτσι, για κάποια περιστατικά, μπορεί να προκριθεί ένας συνδυασμός τεχνικών και διαχειριστικών μέτρων. Παραδείγματα διαχειριστικών μέτρων είναι ο περιορισμός της πρόσβασης στο χώρο, ή η παύση υδροληψίας από γεωτρήσεις, μέτρα τα οποία επιτυγχάνουν την προστασία των ανθρώπων από έκθεση στους ρύπους. Το πρώτο ερώτημα που ανακύπτει σε ένα περιστατικό ανίχνευσης ρύπου στο υπέδαφος είναι το πόσο τοξικός είναι ο ρύπος, πρωτίστως για την προστασία της ανθρώπινης υγείας αλλά και του περιβάλλοντος. Στη συνέχεια ακολουθεί ο χαρακτηρισμός του χώρου, με τη βοήθεια επιτόπου δειγματοληψιών, για να εκτιμηθεί εκτός από το είδος και η έκταση της ρύπανσης. Για να αποτιμηθεί η εξέλιξη της ρύπανσης, απαιτείται επιπλέον γνώση των υδρογεωλογικών χαρακτηριστικών του χώρου και των ιδιοτήτων του ρύπου. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την εξέλιξη της ρύπανσης είναι χαρακτηριστικά του εδάφους, όπως η στρωματογραφία και η περατότητα (στα οποία θα αναφερθούμε στο Κεφάλαιο 2) και των ρύπων, όπως η επιμονή και η κινητικότητα (στα οποία θα αναφερθούμε στα Κεφάλαια 3 και 4, αντίστοιχα). Η τελική επιλογή τεχνολογίας ή συνδυασμού τεχνολογιών αποκατάστασης αποσκοπεί σε έναν από τους επόμενους, σχετιζόμενους αλλά διακριτούς, στόχους: (α) τη μείωση συγκέντρωσης του ρύπου σε κάποια νομοθετημένα όρια ή προσδιορισμένα για το συγκεκριμένο περιστατικό, (β) τη μείωση μάζας του ρύπου, ή (γ) τη μείωση διακινδύνευσης, με τη διακινδύνευση συνήθως να εκφράζεται ως πιθανότητα εμφάνισης αρνητικής επίπτωσης (Κεφάλαιο 5). Ταυτόχρονα με την εξέταση λήψης τεχνικών μέτρων, εξετάζεται και το ενδεχόμενο να επιτευχθούν οι πιο Σημειώσεις Μαθήματος Αποκατάσταση Ρυπασμένων Χώρων, Νοέμβριος 07, Μαρίνα Πανταζίδου 1-2

3 πάνω στόχοι σε κάποιο εύλογο χρονικό διάστημα με τους μηχανισμούς της φυσικής εξασθένησης, δηλαδή με τη σταδιακή μείωση των συγκεντρώσεων που συμβαίνει καθώς η μάζα του ρύπου εξαπλώνεται σε μεγαλύτερη έκταση, ενώ παράλληλα διασπάται με χημικές ή βιολογικές διεργασίες χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Σε αυτήν την περίπτωση βέβαια, είναι απαραίτητη η παρακολούθηση του χώρου για να επιβεβαιωθεί ότι παρατηρούνται οι εκτιμηθέντες ρυθμοί φυσικής εξασθένησης. 1.3 Κατηγορίες τεχνολογιών αποκατάστασης Στα πρώτα περιστατικά επεμβάσεων σε ρυπασμένους χώρους, διεθνώς, εφαρμόστηκαν δάνειες τεχνολογίες από γειτονικές τεχνολογικές περιοχές. Τέτοια παραδείγματα είναι εκσκαφή του εδάφους ή άντληση νερού σε συνδυασμό με επεξεργασία του ρυπασμένου μέσου. Επίσης ο (μερικός) εγκιβωτισμός του ρυπασμένου χώρου ή με επιφανειακά καλύμματα, είτε με περιμετρικά αργιλικά διαφράγματα χαμηλής περατότητας. Με τον καιρό, αναπτύχθηκαν τεχνολογίες ειδικές για περιστατικά ρύπανσης του υπεδάφους. Για τις περισσότερες τεχνολογίες αποκατάστασης, δύο είναι τα κύρια προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν. Το πρώτο είναι η διαχείριση του ρυπασμένου μέσου, δηλαδή του εδάφους ή του νερού. Οι τεχνολογίες που δεν εφαρμόζονται επί τόπου προαπαιτούν πρόσβαση στο ρυπασμένο μέσο με άντληση ή εκσκαφή, ενώ κάποιες επί τόπου τεχνολογίες προϋποθέτουν υδραυλικό έλεγχο σε μεγαλύτερο (πχ εισπίεση ουσιών για να επιτευχθεί διάσπαση των ρύπων) ή μικρότερο βαθμό (πχ παρεμβολή στην κατεύθυνση εξάπλωσης του ρύπου ενός περατού διαφράγματος το οποίο περιέχει συστατικά κατάλληλα για να αντιδράσει ο ρύπος εντός του διαφράγματος και να εξέλθει σε μικρότερη, αποδεκτή συγκέντρωση). Το δεύτερο πρόβλημα είναι η διαχείριση του ρύπου, δηλαδή ο εντοπισμός και εφαρμογή των διεργασιών με τις οποίες ο ρύπος μπορεί να ακινητοποιηθεί, να απομακρυνθεί από το ρυπασμένο μέσο ή να διασπαστεί. Έτσι οι τεχνολογίες αποκατάστασης μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σύμφωνα με το βαθμό επέμβασης ως επί τόπου ή μη, ή/και σύμφωνα με τη διεργασία απομάκρυνσης ή διάσπασης στην οποία βασίζονται ως φυσικές, θερμικές, χημικές ή βιολογικές. Με κάποιες εξαιρέσεις (πχ θερμικές μέθοδοι), οι διεργασίες που επηρεάζουν την εξέλιξη της κατανομής του ρύπου είναι οι ίδιες στις οποίες βασιζόμαστε για την αποκατάσταση των ρυπασμένων χώρων. Για παράδειγμα, πολλές μέθοδοι βιολογικής αποκατάστασης βασίζονται στην επιτάχυνση των ενδογενών διαδικασιών βιολογικής αποδόμησης του ρύπου, στις οποίες βασίζεται εν μέρει η φυσική εξασθένηση. 1.4 Περιεχόμενα σημειώσεων Τα πρώτα κεφάλαια των σημειώσεων περιλαμβάνουν στοιχεία σχετικά με τους βασικούς μηχανισμούς εξάπλωσης των ρύπων στο υπέδαφος οι οποίοι, όπως προαναφέρθηκε, θα καθορίσουν τόσο την εξέλιξη της ρύπανσης όσο και τις προοπτικές αποκατάστασης. Για δεδομένη διαρροή, η εξέλιξη της ρύπανσης εξαρτάται από την κίνηση του υπόγειου νερού (Κεφάλαιο 2), την αλληλεπίδραση του εδάφους με το ρύπο και τη δυνατότητα να μετασχηματιστεί μέσω χημικών ή βιολογικών διεργασιών (Κεφάλαιο 3). Το σύνολο των πιο πάνω φαινομένων θα το περιγράψουμε με την εξίσωση μεταφοράς των ρύπων στο υπόγειο νερό στο Κεφάλαιο 4. Στα ίδια φαινόμενα θα βασιστούμε και για την αποκατάσταση των ρυπασμένων χώρων, δηλαδή την απομάκρυνση των ρύπων, και άρα οι ίδιες Σημειώσεις Μαθήματος Αποκατάσταση Ρυπασμένων Χώρων, Νοέμβριος 07, Μαρίνα Πανταζίδου 1-3

4 παράμετροι που είναι σημαντικές για την εξάπλωση των ρύπων είναι σημαντικές και για την απομάκρυνσή τους. Στη συνέχεια, το Κεφάλαιο 5 δίνει στοιχεία της ανάλυσης διακινδύνευσης, στην οποία μπορούμε να στηρίξουμε τον καθορισμό των στόχων της αποκατάστασης. Στις συγκεκριμένες τεχνολογίες ή κατηγορίες τεχνολογιών οι οποίες εξετάζονται διεξοδικά σε αυτές τις σημειώσεις αφιερώνεται για την κάθε μία ένα ξεχωριστό κεφάλαιο: φυσικές μέθοδοι απομάκρυνσης οργανικών ρύπων, με έμφαση στην άντληση εδαφικού αέρα (Κεφάλαιο 6), βιολογικές μέθοδοι απομάκρυνσης οργανικών ρύπων (Κεφάλαιο 7), σταθεροποίηση (Κεφάλαιο 8) και φυτοαποκατάσταση (Κεφάλαιο 9). Τα περιεχόμενα των σημειώσεων έχουν επιλεχθεί με γνώμονα την επίτευξη των εξής στόχων: να καλύψουν τις βασικές προαπαιτούμενες γνώσεις για την εκτίμηση της σοβαρότητας ενός περιστατικού ρύπανσης του υπεδάφους και την προκαταρκτική αξιολόγηση εναλλακτικών τεχνολογιών αποκατάστασης, η οποία μπορεί να γίνει πιο αναλυτική για τις συγκεκριμένες τεχνολογίες που αναπτύσσονται στα Κεφάλαια 6 έως 9. Παράλληλα, οι σημειώσεις αποσκοπούν στο να αποτελέσουν τη βάση για περαιτέρω ενασχόληση με το αντικείμενο με χρήση και της προτεινόμενης κατά κεφάλαιο βιβλιογραφίας. 1.5 Βιβλιογραφικές αναφορές 2000/60/ΕΚ, Οδηγία του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου για τη θέσπιση πλαισίου κοινοτικής δράσης στον τομέα της πολιτικής των υδάτων. 2006/118/ΕΚ, Οδηγία του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου σχετικά με την προστασία των υπογείων υδάτων από τη ρύπανση και την υποβάθμιση. 2006/0086 COD, COM(2006) 232 final, Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council establishing a framework for the protection of soil and amending Directive 2004/35/EC. Απόφαση 13588/725, ΦΕΚ 383Β , Μέτρα όροι και περιορισμοί για την διαχείριση επικινδύνων αποβλήτων..., Άρθρο 12: Εξυγίανση αποκατάσταση χώρων ρυπασμένων από επικίνδυνα απόβλητα. Απόφαση 24944/1159, ΦΕΚ 791Β , Έγκριση Γενικών Τεχνικών Προδιαγραφών για τη διαχείριση επικινδύνων αποβλήτων..., Κεφάλαιο 7: Προδιαγραφές Ειδικής Μελέτης Εξυγίανσης Αποκατάστασης χώρων ρυπασμένων από επικίνδυνα απόβλητα. Βιβλιογραφία Γιδαράκος, E. και Μ. Αϊβαλιώτη (2005). Τεχνολογίες αποκατάστασης εδαφών και υπόγειων υδάτων από επικίνδυνους ρύπους, Εκδόσεις Ζυγός, Θεσσαλονίκη. LaGrega, M., P.L. Buckingham and J.C. Evans (2001). Hazardous Waste Management 2 nd edition, McGraw Hill. Sharma, H.D. and K.R. Reddy (2004). Geoenvironmental Engineering: site remediation, waste containment, and emerging waste management technologies, Wiley. Ιστοσελίδα σχετικού μαθήματος στο Πανεπιστήμιο Massachusetts Institute of Technology (MIT): Σημειώσεις Μαθήματος Αποκατάσταση Ρυπασμένων Χώρων, Νοέμβριος 07, Μαρίνα Πανταζίδου 1-4

5 Αναζήτηση κοινοτικής νομοθεσίας: Για κάτι συγκεκριμένο (με γνωστό έτος/αριθμό) Ανά κατηγορίες (πχ, ενέργεια, περιβάλλον) Αναζήτηση περιστατικών ρύπανσης υπεδάφους από τη λίστα [National Priorities List (NPL)] με τα περιστατικά υψηλής προτεραιότητας (επίσης γνωστά και σαν Superfund sites) του Υπουργείου Περιβάλλοντος της Αμερικής [US Environmental Protection Agency (USEPA)]: Ανά πολιτεία Για περιστατικά όπου οι διαδικασίες απορρύπανσης έχουν ολοκληρωθεί Αναζήτηση για περιστατικά με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ή όνομα Αναζήτηση πληροφοριών για τεχνολογίες αποκατάστασης: USEPA (έχουν ενδιαφέρον και οι περιγραφές τεχνολογιών για το ευρύ κοινό, βλέπε πχ, A citizen s guide tο bioremediation ) Remediation Technologies Development Forum (κοινοπραξία δημόσιων και ιδιωτικών φορέων που ολοκλήρωσε τις εργασίες της εντός του 2006) Σημειώσεις Μαθήματος Αποκατάσταση Ρυπασμένων Χώρων, Νοέμβριος 07, Μαρίνα Πανταζίδου 1-5